JP2013070520A - 非接触給電装置の駆動方法、非接触給電装置及び非接触給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】生活行動や自然エネルギーによる、一時的で、電圧変動する、低電圧、小電力の発電装置を使って電気機器に非接触給電を行うことができる非接触給電装置を提供する。
【解決手段】給電装置２はプッシュ式発電装置４を備えている。プッシュ式発電装置４の押しボタン５を押すと、１次コイルＬ１を励磁する圧電素子６から変動電圧を発生する。変動電圧にて高周波インバータ８が動作し１次コイルＬ１を励磁し、１次コイルＬ１から交番磁界を発生する。壁１の反対側に設けた電気機器１０の２次コイルＬ２は、交番磁界により非接触にて２次電力を給電することができる。そして、電気機器１０は、２次コイルＬ２が非接触給電で得た２次電力で発光ダイオードＬＥＤ１を発光させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触給電装置の駆動方法、非接触給電装置及び非接触給電システムに関するものである。

近年、化石燃料の枯渇化、地球温暖化防止を背景に、脱化石燃料を図るべく、太陽電池や風力発電等の自然エネルギーや、圧電・振動発電や、生活行動に伴う人力発電を利用した、いわゆる、エネルギーハーベスト（環境発電）が注目され、研究開発が進められている。

例えば、ボタンを押すことによる機械的スイッチでインダクタンスを変化させることで電力を起こし、得た電圧を昇圧して微弱電力を得、高周波の無線システムを駆動し、近傍に微弱電波を発射し、機器を制御することが提案されている。

また、自転車のタイヤの回転運動エネルギーをダイナモと呼ばれる発電機を使って発電力を得て、ランプに供給する事例は非常に古くからある公知技術である。発電機は、一般に直流モータと同じ構造であり、電気−機械エネルギー変換の逆変換可能の仕組みを用いたものである。

また、近年は、懐中電灯に発電機を仕込み、ハンドルやレバーを操作することで、発電機のロータを回転させ、発電電力を得てＬＥＤライトを点灯させる海中電灯も商品化されている。

また、一方では、電気機器にワイヤレスで電源を供給する非接触給電が高効率でできるようになり、実用化が始まっている。このことから、エネルギーハーベストの技術で得られた電源を非接触給電に応用することが期待されている。

非接触給電に応用される場合、その実用可能になるエネルギーレベルは、ＬＥＤライトやブザー等を少なくとも駆動できる負荷へ入力される電圧が数Ｖ以上であって電力が数１０ｍＷ以上の出力電圧が最低限必要と考えられる。

非特許文献１では、太陽電池入力でこの出力を蓄電池に蓄電し、３Ｖの安定した直流電圧で非接触給電する研究事例が報告されている。非特許文献１では、１次コイル（２次コイルも同じ）のコイルサイズが３８ｍｍ×１９ｍｍでコイル間のギャップ２．６ｍｍのとき、負荷１８０オームで出力電圧約４．５Ｖの結果が論文中のグラフに示されている。

この出力電力値は、記載されていないが、計算上、０．１１Ｗ（=4.5×4.5／180）と推定される。
この出力電力はＬＥＤライトなど点灯させることが可能な電力であるが、この例のギャップが２．６ｍｍと小さく、数ｃｍ〜数１０ｃｍの大きな距離への給電可能性は読み取れない。また、変動する電圧を持つ太陽電池入力であるものの一旦蓄電池という安定化できる電源に充電し、さらにこの電圧も３Ｖという低電圧ではあるが、回路を駆動するには容易な電圧と考えられる。

電子情報通信学会 信学術技報 EE98-47,OFT98-40(1998-10) （太陽電池入力カード型非接触給電システムの伝送特性と解析：金井 他）

しかしながら、非接触給電システムの入力電源は、電圧の安定した定電圧源が一般的である。そのため、自然エネルギーや人力発電の利用は、出力電圧が低く、変動が非常に大きく実際に電気機器を動作させるには、２次電池に蓄電して安定した電圧の電源を確保しなければならなかった。

勿論、手動など人力発電や小規模の自然エネルギー発電は、短時間であって低電圧かつ電圧変動が極めて大きい入力電圧である。従って、１次コイルと２次コイル間の距離が数ｍｍ〜数１０ｃｍであって数１０ｍＷ以上を給電できる非接触給電技術やその応用技術はこれまでなかった。

本発明は、生活行動や自然エネルギーによる、一時的で、電圧変動する、低電圧、小電力の発電装置を使って電気機器に非接触給電を行うことができる非接触給電装置の駆動方法、非接触給電装置及び非接触給電システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の非接触給電装置の駆動方法は、１次コイルと、その１次コイルに高周波電流を供給する高周波インバータとを有し、前記高周波インバータの前記１次コイルへの高周波電流の通電によって発生する交番磁界が電気機器に備えた２次コイルに誘導起電力を発生させ、前記２次コイルで発生した起電力を利用して前記電気機器の負荷を駆動させるようにした非接触給電装置の駆動方法であって、前記１次コイルに共振用コンデンサを接続させるとともに、前記高周波インバータに変動電圧発電装置を接続し、前記変動電圧発電装置が発電した変動電圧にて前記高周波インバータをインバータ動作させることを特徴とする。

その上記構成において、前記変動電圧発電装置は、人力で発電される発電装置及び自然エネルギーで発電される発電装置の少なくともいずれか一方であることが好ましい。
その上記構成において、前記人力で発電される発電装置は、人の生活行動に伴う人力で発電される発電装置であることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の非接触給電装置は、１次コイルと、その１次コイルに高周波電流を供給する高周波インバータとを有し、前記高周波インバータの前記１次コイルへの高周波電流の通電によって発生する交番磁界が電気機器に備えた２次コイルに誘導起電力を発生させ、前記２次コイルで発生した起電力を利用して前記電気機器の負荷を駆動させるようにした非接触給電装置であって、変動電圧発電装置を設け、その変動電圧発電装置を前記高周波インバータに接続し、前記変動電圧発電装置が発電した変動電圧にて前記高周波インバータをインバータ動作させることを特徴とする。

その上記構成において、前記１次コイルに共振用コンデンサを接続し、前記高周波インバータを電圧共振型のインバータで構成することが好ましい。
その上記構成において、前記高周波インバータは、自励式の電圧共振型の高周波インバータであることが好ましい。

その上記構成において、前記高周波インバータは、前記１次コイルを通電するスイッチング素子が１石の電圧共振型の高周波インバータであることが好ましい。
その上記構成において、前記高周波インバータは、前記１次コイルを通電するスイッチング素子がバイポーラトランジスタであることが好ましい。

その上記構成において、前記変動電圧発電装置は、人力で発電される発電装置及び自然エネルギーで発電される発電装置の少なくともいずれか一方であることが好ましい。
その上記構成において、前記人力で発電される発電装置は、人の生活行動に伴う人力で発電される発電装置であることが好ましい。

その上記構成において、電源プラグを有し、その電源プラグを介して、前記高周波インバータを動作させるための第２の変動電圧発電装置が発電した変動電圧を入力するようにしたことが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の非接触給電システムは、１次コイルと、その１次コイルに高周波電流を供給し通電する高周波インバータと有し、前記高周波インバータの通電により前記１次コイルから交番磁界を発生する非接触給電装置と、２次コイルを有し、前記非接触給電装置の１次コイルから発生する交番磁界を介して誘導起電力を前記２次コイルに発生させ、その２次コイルで発生した起電力を、受電回路を介して負荷に供給し前記負荷が駆動される電気機器とで構成された非接触給電システムであって、前記非接触給電装置に変動電圧発電装置を設け、その変動電圧発電装置を前記高周波インバータに接続し、直接、前記変動電圧発電装置が発電した変動電圧にて前記高周波インバータをインバータ動作させることを特徴とする。

その上記構成において、前記１次コイル及び前記２次コイルの少なくとも一方に、共振用コンデンサを接続するとともに、前記高周波インバータを電圧共振型のインバータで構成したことが好ましい。

その上記構成において、前記高周波インバータは、自励式の電圧共振型の高周波インバータであることが好ましい。
その上記構成において、前記高周波インバータは、前記１次コイルを通電するスイッチング素子が１石の電圧共振型の高周波インバータであることが好ましい。

その上記構成において、前記変動電圧発電装置は、人力で発電される発電装置及び自然エネルギーで発電される発電装置の少なくともいずれか一方であることが好ましい。
その上記構成において、前記人力で発電される発電装置は、人の生活行動に伴う人力で発電される発電装置であることが好ましい。

その上記構成において、前記非接触給電装置と前記電気機器は、交番磁界を通す構造物を挟んで、その構造物に配置され、前記非接触給電装置の１次コイルと前記電気機器の２次コイルを対向配置させたことが好ましい。

その上記構成において、前記非接触給電装置と前記電気機器は、その両筐体が重なって一体化され、前記非接触給電装置の１次コイルと前記電気機器の２次コイルを、前記両筐体を介して対向配置したことが好ましい。

その上記構成において、前記非接触給電装置に電源プラグを設け、その電源プラグを介して、前記高周波インバータを動作させるための第２の変動電圧発電装置が発電した変動電圧を入力するようにしたことが好ましい。

本発明によれば、生活行動や自然エネルギーによる、一時的で、電圧変動する、低電圧、小電力の発電装置を使って電気機器に非接触給電を行うことができる。

第１実施形態の非接触給電システムの給電装置と電気機器の断面図。 非接触給電システムの給電装置と電気機器の電気的構成を示す電気回路図。 第１実施形態の別例を示す給電装置と電気機器の断面図。 第１実施形態の別例を示す給電装置と電気機器の断面図。 第２実施形態の非接触給電システムを説明する正面図。 第２実施形態の非接触給電システムを説明する要部断面図。 第３実施形態の非接触給電システムを説明する説明斜視図。 第３実施形態の非接触給電システムを説明する要部断面図。 第３実施形態の別例を示す説明斜視図。 第３実施形態の別例を示す説明斜視図。 第４実施形態の非接触給電システムを説明する説明斜視図。 第４実施形態の別例を示す説明斜視図。 第５実施形態の非接触給電システムを説明する図であって、（ａ）は給電装置と電気機器の要部断面図、（ｂ）は給電装置の正面図。 給電装置の電気回路の別例を説明するための電気回路図。

（第１実施形態）
以下、本発明の非接触給電システムを具体化した給電装置の第１実施形態を図面に従って説明する。

図１に示すように、交番磁界を通す壁１の一側面には、非接触給電装置（以下、給電装置という）２が設けられている。給電装置２の筐体３の正面外側面には、プッシュ式発電装置４が設けられている。プッシュ式発電装置４は、押しボタン５、スプリングＳＰ１及び圧電素子６を有している。押しボタン５は、自動復帰型の押しボタンであって、スプリングＳＰ１にて、常に、反給電装置２側に押圧されている。そして、押しボタン５は、スプリングＳＰ１の弾性力に抗して押圧されると、プッシュ式発電装置４内であって給電装置２側に設けた圧電素子６を押圧する。圧電素子６は、押しボタン５の押圧力に応じた電圧（変動電圧Ｖｔ）を出力する。

給電装置２の筐体３内には、高周波インバータ８及び１次コイルＬ１が設けられている。高周波インバータ８は、基板９に実装され、圧電素子６から入力される電圧（変動電圧Ｖｔ）で１次コイルＬ１を励磁し交番磁界を発生させるようになっている。１次コイルＬ１は、壁１側の交番磁界を通す内側壁に固設されている。詳述すると、１次コイルＬ１は、そのコイル面が壁１と平行となるように固設されている。

給電装置２から２次電力を受電する電気機器（本実施形態では照明機器）１０は、その筐体１１が給電装置２の筐体３に対して壁１を挟んで相対向するように固設されている。電気機器１０は、２次コイルＬ２、受電回路１２及び負荷（発光ダイオードＬＥＤ１）Ｚを有している。

２次コイルＬ２は、筐体１１の壁１側の交番磁界を通す内側壁に固設されている。詳述すると、２次コイルＬ２は、そのコイル面が壁１と平行に、かつ、１次コイルＬ１と相対向するように固設されている。

受電回路１２は、筐体１１内に設けられた基板１３に実装されている。また、負荷（発光ダイオードＬＥＤ１）Ｚは、基板１３に実装されその先端部分が筐体１１から突出している。

そして、２次コイルＬ２は、１次コイルＬ１からの交番磁界によって２次電力を発生する。２次コイルＬ２で発生した２次電力は受電回路１２に出力される。受電回路１２は、整流回路からなり、２次コイルＬ２が受電した２次電力を整流し、直流電圧に変換して電気機器（照明機器）１０の負荷（発光ダイオードＬＥＤ１）Ｚに供給し、発光ダイオードＬＥＤ１を発光させる。

次に、給電装置２と電気機器１０の電気的構成を図２に従って説明する。
給電装置２のプッシュ式発電装置４に設けた圧電素子６は、高周波インバータ８に接続されている。そして、圧電素子６は、押しボタン５の押圧によって発生する変動電圧Ｖｔを高周波インバータ８に出力する。

圧電素子６は、押しボタン５にて押圧された状態が保持されていても所定の時間（約３５０ｍｓ）経過すると発生した変動電圧Ｖｔがゼロに収束する。詳述すると、圧電素子６は、押しボタン５の押圧力に応じて変動電圧Ｖｔの初期電圧が１．２Ｖ〜１．８Ｖと相違し、その初期電圧からゼロに収束していくようになっている、
従って、押しボタン５を押すと、圧電素子６は、１．２Ｖ〜１．８Ｖの変動電圧Ｖｔを高周波インバータ８に出力することになる。つまり、プッシュ式発電装置４は、低電圧で変動する電圧を発電する変動電圧発電装置ということができる。

高周波インバータ８は、圧電素子６からの変動電圧Ｖｔを駆動源として１次コイルＬ１に数１０ｋＨｚ以上の高周波電流を流し励磁するインバータである。本実施形態の高周波インバータ８は、特許第３３９１９９９号に開示された自励式の１石の電圧共振型インバータと呼ばれるスイッチング電源回路方式と基本的に同じ構成を採用している。

高周波インバータ８は、圧電素子６のプラス端子Ｐ１とマイナス端子Ｐ２に間に接続された１次側平滑コンデンサＣｓ１を有し、圧電素子６からの変動電圧Ｖｔを平滑化する。また、高周波インバータ８は、第１抵抗Ｒ１と第１充放電コンデンサＣ１とを直列に接続した直列回路を有し、その直列回路が１次側平滑コンデンサＣｓ１に対して並列に接続されている。

従って、圧電素子６からの変動電圧Ｖｔが入力されると、１次側平滑コンデンサＣｓ１にて変動電圧Ｖｔは平滑化される。そして、平滑化された変動電圧Ｖｔは、第１抵抗Ｒ１を介して第１充放電コンデンサＣ１に充電されるようになっている。

高周波インバータ８には、１次コイルＬ１と並列に接続された１次側共振用コンデンサＣｒ１を有している。１次側共振用コンデンサＣｒ１は、１次コイルＬ１とＬＣ共振回路を構成している。

１次コイルＬ１と１次側共振用コンデンサＣｒ１との並列回路のプラス端子側は、圧電素子６のプラス端子Ｐ１と接続されている。また、１次コイルＬ１と１次側共振用コンデンサＣｒ１との並列回路のマイナス端子側は、ダイオードＤ１と第２抵抗Ｒ２とを並列に接続した並列回路が直列に接続されている。

ダイオードＤ１は、そのアノード端子が１次コイルＬ１に接続され、カソード端子が第１バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子に接続されている。
第１バイポーラトランジスタＱ１は、そのエミッタ端子が第３抵抗Ｒ３を介して圧電素子６のマイナス端子Ｐ２と接続されている。また、第１バイポーラトランジスタＱ１のベース端子と、第１抵抗Ｒ１と第１充放電コンデンサＣ１との接続点（ノードＮ１）との間には、帰還コイルＬｘと第４抵抗Ｒ４とを直列に接続した直列回路が接続されている。帰還コイルＬｘは、１次コイルＬ１と共振トランスを形成するコイルである。

従って、第１充放電コンデンサＣ１の充電電圧が第１バイポーラトランジスタＱ１のターンオン閾値電圧（０．７Ｖ）まで昇圧されると、第１バイポーラトランジスタＱ１はオンする。また、帰還コイルＬｘの第４抵抗Ｒ４側に正の起電力が誘導されると、第１バイポーラトランジスタＱ１はオンするようになっている。そして、第１バイポーラトランジスタＱ１のオンに基づいて、１次コイルＬ１が通電される。

また、第１バイポーラトランジスタＱ１のベース端子には、第２バイポーラトランジスタＱ２を介して圧電素子６のマイナス端子Ｐ２と接続されている。詳述すると、第２バイポーラトランジスタＱ２は、そのコレクタ端子が第１バイポーラトランジスタＱ１のベース端子に接続され、そのエミッタ端子が圧電素子６のマイナス端子Ｐ２と接続されている。

また、第２バイポーラトランジスタＱ２のベース端子は、第５抵抗Ｒ５を介して第１バイポーラトランジスタＱ１のエミッタ端子と第３抵抗Ｒ３の接続点（ノードＮ２）に接続されている。さらに、第２バイポーラトランジスタＱ２のベース端子は、第２充放電コンデンサＣ２を介して圧電素子６のマイナス端子Ｐ２と接続されている。

従って、第１バイポーラトランジスタＱ１がオンし１次コイルＬ１が通電して第２充放電コンデンサＣ２の充電電圧が第２バイポーラトランジスタＱ２のターンオン閾値電圧（０．７Ｖ）まで昇圧されると、第２バイポーラトランジスタＱ２はオンする。そして、第２バイポーラトランジスタＱ２のオンに基づいて、第１バイポーラトランジスタＱ１のベース・エミッタ間電圧がターンオン閾値電圧より低下し、第１バイポーラトランジスタＱ１はオフされるようになっている。

次に、給電装置２の電気回路の動作について説明する。
圧電素子６から変動電圧Ｖｔが出力されると、該変動電圧Ｖｔは、１次側平滑コンデンサＣｓ１にて平滑化される。１次側平滑コンデンサＣｓ１にて平滑化され変動電圧Ｖｔは、第１充放電コンデンサＣ１に充電されるとともに、１次コイルＬ１と１次側共振用コンデンサＣｒ１とからなる共振回路に印加される。

第１充放電コンデンサＣ１の充電電圧は、帰還コイルＬｘ及び第４抵抗Ｒ４を介して第１バイポーラトランジスタＱ１のベース端子に印加される。第１充放電コンデンサＣ１の充電電圧が第１バイポーラトランジスタＱ１の閾値電圧（０．７Ｖ）に到達すると、第１バイポーラトランジスタＱ１はオンする。第１バイポーラトランジスタＱ１のオンに基づいて、１次コイルＬ１に電流が流れる。

これにともなって、第３抵抗Ｒ３に電流が流れるとともに、第２充放電コンデンサＣ２が充電され、第２バイポーラトランジスタＱ２のベース電圧が上昇する。第２充放電コンデンサＣ２の充電電圧が上昇して、第２バイポーラトランジスタＱ２がオンすると、第１バイポーラトランジスタＱ１がオフする。

第１バイポーラトランジスタＱ１がオフすると、１次コイルＬ１の励磁エネルギーが１次側共振用コンデンサＣｒ１への移動を開始して共振（発振）が始まり、共振回路に共振電圧が発生する。すなわち、１次コイルＬ１の励磁エネルギーが１次側共振用コンデンサＣｒ１に移動し、移動するにつれて１次コイルＬ１とダイオードＤ１との接続点（ノードＮ３）の電圧Ｖｄが正弦波状に上昇する。そして、その電圧Ｖｄは、１次コイルＬ１から１次側共振用コンデンサＣｒ１への励磁エネルギーが移動完了時点で最大となる。

この電圧Ｖｄの電圧変動が生じると、１次コイルＬ１が逆に励磁されて帰還コイルＬｘに逆の起電力が誘導される。これによって、帰還コイルＬｘから逆の電圧が印加されて第１バイポーラトランジスタＱ１のベース電圧が正弦波状に下降する。そして、１次コイルＬ１から１次側共振用コンデンサＣｒ１への励磁エネルギーの移動が完了すると、移動したエネルギーが１次側共振用コンデンサＣｒ１から１次コイルＬ１に戻り始め、戻るにつれて電圧Ｖｄが正弦波状に下降する。

この電圧Ｖｄの電圧変動が生じると、１次コイルＬ１は正に励磁されて帰還コイルＬｘに正の起電力が誘導される。これによって、帰還コイルＬｘからの正の電圧が印加されて第１バイポーラトランジスタＱ１のベース電圧が正弦波状に上昇する。そして、第１バイポーラトランジスタＱ１のベース電圧がターンオン閾値（０．７Ｖ）に達すると、第１バイポーラトランジスタＱ１はオンになる。第１バイポーラトランジスタＱ１がオンになると、コレクタ電流が流れ、第２充放電コンデンサＣ２が充電され、第２バイポーラトランジスタＱ２のベース電圧が上昇する。

やがて、第２バイポーラトランジスタＱ２のベース電圧がそのターンオン閾値（０．７Ｖ）に達すると、第２バイポーラトランジスタＱ２がオンになって、第１バイポーラトランジスタＱ１をオフさせる。第１バイポーラトランジスタＱ１がオフになると、１次コイルＬ１の励磁エネルギーが、再び１次側共振用コンデンサＣｒ１に移動を始め、１次コイルＬ１が逆に励磁されて帰還コイルＬｘに逆の起電力が誘導される。

これにより、帰還コイルＬｘから逆の電圧が印加されて、第１バイポーラトランジスタＱ１のベース電圧が正弦波状に下降する。
また、第１バイポーラトランジスタＱ１のオフによって、第２充放電コンデンサＣ２の放電が開始する。そして、第２バイポーラトランジスタＱ２をオフさせる。

続いて、１次コイルＬ１から１次側共振用コンデンサＣｒ１への１次コイルＬ１の励磁エネルギーの移動が完了すると、移動していたエネルギーが１次側共振用コンデンサＣｒ１から１次コイルＬ１に戻り始める。戻るにつれて、電圧Ｖｄが正弦波状に下降し、１次コイルＬ１は正に励磁されて帰還コイルＬｘに正の起電力が誘導される。

これによって、帰還コイルＬｘから正の電圧が印加されて第１トランジスタＱ１のベース電圧が正弦波状に上昇する。そして、ベース電圧がターンオン閾値に達すると、第１バイポーラトランジスタＱ１がオンになる。

以後、同様な動作でインバータ動作が繰り返される。このように、インバータ動作が繰り返されることにより、１次コイルＬ１は励磁され交番磁界を電気機器１０の２次コイルＬ２に向けて放射する。

なお、このインバータ動作が繰り返されるためには、本実施形態では、プッシュ式発電装置４の圧電素子６からの変動電圧Ｖｔに基づく１次コイルＬ１を励磁する電圧が１次側平滑コンデンサＣｓ１において保持される必要がある。

ちなみに、高周波インバータ８は、第１バイポーラトランジスタＱ１のベース端子に、小さな第１バイポーラトランジスタＱ１の閾値電圧（０．７Ｖ）を超える電圧が入力されればインバータとして動作できる。従って、押しボタン５の１回のプッシュ操作で、圧電素子６からの変動電圧Ｖｔが、閾値電圧を超える電圧である場合には、１次側平滑コンデンサＣｓ１の容量値を最適に設定することによって、高周波インバータ８は、インバータ動作を行うことができる。

一方、電気機器１０の２次コイルＬ２には、共振用の２次側共振用コンデンサＣｒ２が並列に接続されている。２次コイルＬ２は、給電装置２の１次コイルＬ１からの交番磁界にて２次電力を給電する。また、２次コイルＬ２は、受電回路１２に接続されている。受電回路１２は、ダイオードブリッジ回路よりなる全波整流回路２０で構成されている。

全波整流回路２０は、２次コイルＬ２が受電した２次電力を整流し、その整流した直流電圧を２次側平滑コンデンサＣｓ２と発光ダイオードＬＥＤ１とを並列に接続した負荷Ｚに供給する。すなわち、発光ダイオードＬＥＤ１を発光させる。

ちなみに、２次側平滑コンデンサＣｓ２の容量値を最適設定することによって、発光ダイオードＬＥＤ１を長く発光させることができる。
次に、上記のように構成した非接触給電システムの作用について説明する。

今、壁１に一側に設けた給電装置２と一体に設けられたプッシュ式発電装置４の押しボタン５を押圧すと、圧電素子６は押圧状態に応じた変動電圧Ｖｔを高周波インバータ８に出力し続ける。つまり、圧電素子６は押圧状態に応じた変動電圧Ｖｔを高周波インバータ８に出力し続ける。

このとき、圧電素子６からの変動電圧Ｖｔは、１次側平滑コンデンサＣｓ１に平滑化されて高周波インバータ８に入力される。そして、平滑化された変動電圧Ｖｔにて、第１充放電コンデンサＣ１の充電電圧が上昇する。その充電電圧は、帰還コイルＬｘ及び第４抵抗Ｒ４を介して第１バイポーラトランジスタＱ１のベース端子に印加される。第１充放電コンデンサＣ１の充電電圧が第１バイポーラトランジスタＱ１のターンオン閾値電圧に到達すると、第１バイポーラトランジスタＱ１はオンする。第１バイポーラトランジスタＱ１のオンに基づいて、１次コイルＬ１に電流が流れる。

そして、１次コイルＬ１（第１バイポーラトランジスタＱ１）に電流が流れることによって、第２充放電コンデンサＣ２が充電され、第２バイポーラトランジスタＱ２のベース電圧が上昇する。やがて、第２バイポーラトランジスタＱ２がオンし、第１バイポーラトランジスタＱ１がオフすると、１次コイルＬ１の励磁エネルギーが１次側共振用コンデンサＣｒ１への移動を開始して共振（発振）が始まり、共振回路に共振電圧が発生する。

そして、１次コイルＬ１の励磁エネルギーの移動に基づく帰還コイルＬｘの誘導起電力と、第２バイポーラトランジスタＱ２のオン・オフとに基づいて第１バイポーラトランジスタＱ１はオン・オフ制御される。つまり、この第１バイポーラトランジスタＱ１がオン・オフ制御されることによって、共振回路は共振し１次コイルＬ１は励磁される。

そして、１次コイルＬ１が通電励磁されると、１次コイルＬ１から発生する交番磁界を介して、電気機器１０の２次コイルＬ２には誘導起電力が発生する。２次コイルＬ２に発生した誘導起電力は、受電回路１２の全波整流回路２０にて整流され、その直流電圧が発光ダイオードＬＥＤ１に印加される。発光ダイオードＬＥＤ１は、その直流電圧によって発光する。

次に、上記のように構成した第１実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記第１実施形態によれば、給電装置２は、プッシュ式発電装置４の押しボタン５を押すだけで、１次コイルＬ１を励磁する電源（変動電圧Ｖｔ）を取得でき、壁１の反対側に設けた電気機器１０の２次コイルＬ２に非接触給電することができる。そして、電気機器１０は、２次コイルＬ２が非接触給電で得た２次電力で発光ダイオードＬＥＤ１を発光させることができる。

従って、押しボタン５を押すだけで、電気料金もかからず発光ダイオードＬＥＤ１を発光させることができ非常に経済的である。しかも、押しボタン５を押すだけで電源（変動電圧Ｖｔ）を得ることができことから、２酸化炭素（ＣＯ２）を出すこともなく環境にもよい。

（２）上記第１実施形態によれば、給電装置２と電気機器１０は非接触給電であるため、給電装置２の１次コイルＬ１と電気機器１０の２次コイルＬ２が壁１を挟んで相対向するように配置するだけよい。そのため、壁１を壊して施工する面倒な電気配線や取り付け工事は不要となる。しかも、本実施例では、給電装置２及び電気機器１０は、それぞれ筐体３，１１を壁１の表面に両面接着テープ等で貼り合わせるだけで使用できるため、壁１を傷付けることなく綺麗な状態に保持できる。

（３）上記第１実施形態によれば、第１バイポーラトランジスタＱ１は、ベース電圧が閾値電圧である０．７Ｖ程度を超えると動作高周波インバータ８をインバータ動作させることができる。従って、１．２Ｖ程度の非常に低い変動電圧Ｖｔでも給電装置２を動作させ、電気機器１０の発光ダイオードＬＥＤ１を発光させることができる。

（４）上記第１実施形態によれば、高周波インバータ８を、電圧共振型のインバータで構成した。従って、１次コイルＬ１の端子間電圧ＶＬ１を高くできる。
また、第１バイポーラトランジスタＱ１と１次コイルＬ１との間にダイオードＤ１を設けて、１次コイルＬ１と１次側共振用コンデンサＣｒ１からなる共振回路に蓄積されるエネルギーが電源側に回生されないようにした。

従って、給電装置２は、変動電圧Ｖｔが低く変動する電源であっても、１次コイルＬ１の端子間電圧ＶＬ１をより大きな振幅を持ち正弦波に近い電圧波形を作ることができる。
その結果、２次コイルＬ２に、大きな誘導電圧を発生させることができ、さらに、２次コイルＬ２とこれに並列接続された２次側共振用コンデンサＣｒ２による並列共振回路によって昇圧されて２次コイルＬ２の端子間電圧を高くすることができる。換言すれば、１次コイルＬ１と２次コイルＬ２のギャップを大きくしても負荷Ｚに必要な電圧が与えられ、電力を消費できる。

しかも、１次コイルＬ１の端子間電圧ＶＬ１が正弦波に近い電圧波形となることで、１次コイルＬ１は、放射ノイズの少ない交番磁界を放射することができ、電気機器１０を確実に動作させることができる。

また、高周波インバータ８を、自励式で１石（第１バイポーラトランジスタＱ１）の電圧共振型で構成したので、少ない部品で発振でき、小型低コストの非接触給電システムを実現できる。

（５）上記第１実施形態によれば、２次コイルＬ２に、２次側共振用コンデンサＣｒ２を並列に設けたので、インピーダンスを小さくし２次コイルＬ２の等価的な２次電圧を高くできる。その結果、非接触給電において、給電装置２の変動電圧Ｖｔが低く変動する電源であっても、電気機器１０に高電圧を供給でき、電気機器１０を確実に動作させることができる。

尚、上記第１実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
○第１実施形態では、給電装置２に、プッシュ式の発電機構であるプッシュ式発電装置４を設け、そのプッシュ式発電装置４の押しボタン５を間欠的に押し続けることによって、圧電素子６から変動電圧Ｖｔを得るものであった。

これを、図３に示すように、回転式の発電機構であるダイナモ２１を変動発電装置として給電装置２に設けて実施してもよい。詳述すると、ダイナモ２１の筐体２１ａを給電装置２の筐体３の正面外側面に取着する。そして、ダイナモ２１の回転軸２２の先端部分を筐体２１ａの正面から突出させ、その突出部分に回転操作ツマミ２３を固着し、回転操作ツマミ２３にて回転軸２２を回転可能に操作できるようにする。

これによって、回転操作ツマミ２３を一方向に回転操作することによって、回転軸２２が回転しダイナモ２１は、変動電圧Ｖｔを発生することができる。このダイナモ２１で得られた変動電圧Ｖｔによって、第１実施形態と同様に、給電装置２の１次コイルＬ１を励磁でき、電気機器１０の２次コイルＬ２に２次電力を発生させ、その２次電力で発光ダイオードＬＥＤ１を発光させることができる。

なお、ダイナモ２１は、回転操作ツマミ２３の回転方向によって変動電圧Ｖｔの向きが変わるため、一方向にのみ回転可能にさせるためにワンウェイクラッチを設ける必要がある。そこで、回転操作ツマミ２３の回転を両方向でも可能にしたい場合には、給電装置２は、１次側平滑コンデンサＣｓ１の前段にダイオードブリッジ等からなる整流回路を設ける必要がある。

○また、図４に示すように、プル式の発電機構であるプル式発電装置３０を給電装置２に設けて実施してもよい。詳述すると、給電装置２の筐体３の正面外側面には、プル式発電装置３０が設けられている。プル式発電装置３０は、操作レバー３１、スプリングＳＰ２及び圧電素子３２を有している。操作レバー３１は、自動復帰型の操作レバーであって、常に、スプリングＳＰ２によって給電装置２側に押圧されている。そして、操作レバー３１をスプリングＳＰ２の弾性力に抗して反給電装置２側に引っ張ることによって、プル式発電装置３０内に設けた圧電素子３２を反給電装置２側に引っ張る。圧電素子３２は、操作レバー３１の引っ張り力に応じた変動電圧Ｖｔを出力する。

この圧電素子３２で得られた変動電圧Ｖｔによって、第１実施形態と同様に、給電装置２の１次コイルＬ１を励磁でき、電気機器１０の２次コイルＬ２に２次電力を発生させ、その２次電力で発光ダイオードＬＥＤ１を発光させることができる。

尚、プル式の発電機構の場合、紐等で引っ張ることによって変動電圧Ｖｔを取得することは勿論である。
○さらにまた、コイルの中に永久磁石を配置し、その永久磁石を切替スイッチと機械的に連結して、切替スイッチの切替操作にて永久磁石をコイル内で往復動させることで、コイルに誘導起電力を発生させる発電装置を給電装置２に設けて実施してもよい。
（第２実施形態）
次に、本発明の非接触給電システムの第２実施形態について、図５、図６に従って説明する。

本実施形態は、給電装置２の電源（変動電圧Ｖｔ）を取得する手段に特徴を有する。そのため、説明の便宜上、その特徴を有する部分について説明する。
図５に示すように、交番磁界を通す引き戸４０は、敷居４１と鴨居４２との間に配置されている。引き戸４０の下桟４０ａは敷居４１に形成された溝４１ａに嵌め込まれ、引き戸４０の上桟４０ｂは鴨居４２に形成された溝４２ａに嵌め込まれている。そして、引き戸４０は、敷居４１と鴨居４２との間を、溝４１ａ，４２ａに沿って往復動可能になっている。

鴨居４２の溝４２ａには、図６に示すように、ラックギアＧ１が、同溝４２ａに沿って固設されている。
引き戸４０の上桟４０ｂの一側上部中央位置には、図６に示すように、給電装置２が設けられている。給電装置２の筐体３内には、回転式の発電機構であるダイナモ２１が設けられている。ダイナモ２１本体から突出する回転軸２２は、上桟４０ｂの厚さ方向であってその厚さ方向の中央位置まで突出させている。回転軸２２の先端部には、鴨居４２の溝４２ａに固設したラックギアＧ１と噛合するピニオンギアＧ２が固着されている。

従って、引き戸４０を、敷居４１と鴨居４２との間を、溝４１ａ，４２ａに沿って往復動させると、ピニオンギアＧ２が回転しダイナモ２１の回転軸２２を回転させる。その結果、回転軸２２の回転によってダイナモ２１は変動電圧Ｖｔを出力する。

給電装置２の筐体３内であってダイナモ２１の下側には、高周波インバータ８及び１次コイルＬ１が設けられている。高周波インバータ８は、基板９に実装され、ダイナモ２１から入力される変動電圧Ｖｔで駆動し、１次コイルＬ１を励磁するようになっている。

１次コイルＬ１は、筐体３の上桟４０ｂ側の交番磁界を通す内側壁に固設されている。詳述すると、１次コイルＬ１は、そのコイル面が引き戸４０の上桟４０ｂと平行となるように固設されている。

なお、ダイナモ２１は、引き戸４０を往動させる場合と、復動させる場合とで変動電圧Ｖｔの向きが変わるため、往動または復動の移動のいずれか一方の移動のみピニオンギアＧ２を回転させる必要があることから、ワンウェイクラッチを設ける必要がある。そこで、往動及び復動の両方の移動でも可能にしたい場合には、給電装置２は、１次側平滑コンデンサＣｓ１の前段にダイオードブリッジ等からなる整流回路を設ける必要がある。

給電装置２から２次電力を受電する電気機器１０は、その筐体１１が給電装置２の筐体３に対して引き戸４０の上桟４０ｂを挟んで相対向するように固設されている。電気機器１０の筐体１１の上桟４０ｂ側の交番磁界を通す内側壁には、２次コイルＬ２が固設されている。詳述すると、２次コイルＬ２は、そのコイル面が上桟４０ｂと平行に、かつ、１次コイルＬ１と相対向するように固設されている。

そして、２次コイルＬ２は、対峙する１次コイルＬ１が励磁され、その交番磁界によって２次電力を発生する。２次コイルＬ２で発生した２次電力は受電回路１２に出力される。受電回路１２は、２次コイルＬ２が受電した２次電力を整流し、直流電圧に変換して電気機器（照明機器）１０の発光ダイオードＬＥＤ１を発光させる。

上記のように構成した第２実施形態によれば、第１実施形態の効果で記載した（３）〜（５）の他に以下に効果を有する。
（１）上記第２実施形態によれば、給電装置２は、引き戸４０を敷居４１と鴨居４２との間を、溝４１ａ，４２ａに沿って往復動させるだけで、１次コイルＬ１を励磁する電源（変動電圧Ｖｔ）を取得できる。そして、給電装置２は、引き戸４０の反対側に設けた電気機器１０の２次コイルＬ２に非接触給電することができる。これによって、電気機器１０は、２次コイルＬ２が非接触給電で得た２次電力で発光ダイオードＬＥＤ１を発光させることができる。

尚、上記第２実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
○第２実施形態では、引き戸４０に具体化したが、ガラス窓、スライド式のドア、ふすま、障子、ショーケースのガラス戸、間仕切りパネル、アコーデオンカーテン等に具体化してもよい。

○第２実施形態では、ラックギアＧ１とピニオンギアＧ２を使って、ダイナモ２１の回転軸２２を回転させた。これを、ラックギアＧ１とピニオンギアＧ２を省略し、回転軸２２にゴム製のローラを取着する。そして、引き戸４０を敷居４１と鴨居４２との間を往復動させる時、回転軸２２に取着したゴム製のローラが鴨居４２の溝４２ａの面と当接して回転するようにする。これによって、ダイナモ２１の回転軸２２が回転しダイナモ２１から変動電圧Ｖｔを取得するようにしてもよい。

この場合、ラックギアＧ１とピニオンギアＧ２が不要となり部品点数を削減できるとともに、施工も容易になる。
（第３実施形態）
次に、本発明の非接触給電システムの第３実施形態について、図７、図８に従って説明する。

本実施形態は、給電装置２の電源（変動電圧Ｖｔ）を取得する手段と、給電装置２と電気機器１０の取り付け構造に特徴を有する。そのため、説明の便宜上、その特徴を有する部分について説明する。

図７に示すように、門柱５０には、ヒンジ５１を介して開閉扉５２が連結支持されている。ヒンジ５１は、門柱５０側に固設した柱側プレート（図示略）と、開閉扉５２側に固設した扉側プレート（図示略）と、柱側プレートに固着され、扉側プレートを回動可能に連結支持する連結可動軸（図示略）とからなる。これによって、開閉扉５２は、ヒンジ５１を回動中心に開閉回動するように支持されている。

上側のヒンジ５１には、ダイナモ等の発電装置５５が設けられている。そして、開閉扉５２の開閉動作によって、扉側プレートに対して相対回転する連結可動軸によって発電装置５５が変動電圧Ｖｔを発生するようになっている。すなわち、発電装置５５は変動電圧発電装置である。

開閉扉５２に正面（後面でもよい）には、給電装置２と電気機器１０が設けられている。給電装置２及び電気機器１０は、図８に示すように、開閉扉５２に凹設した凹部５２ａに、その筐体３，１１が重なり合うように収容されている。詳述すると、給電装置２が凹部５２ａの奥側に、電気機器１０が凹部５２ａの開口側にそれぞれ配設されている。

給電装置２は、高周波インバータ８が筐体３内の反電気機器１０側に配置されているとともに、１次コイルＬ１が筐体３内の電気機器１０の内壁面に配置されている。高周波インバータ８は、配線５６を介して発電装置５５から変動電圧Ｖｔが供給され、１次コイルＬ１を励磁する。

なお、発電装置５５は、開閉扉５２の回動方向によって変動電圧Ｖｔの向きが変わるため、開閉扉５２が一方への回動のみ発電装置５５の回転軸を回転させる必要があることから、ワンウェイクラッチを設ける必要がある。そこで、開閉扉５２の両方向への回動でも可能にしたい場合には、給電装置２は、１次側平滑コンデンサＣｓ１の前段にダイオードブリッジ等からなる整流回路を設ける必要がある。

一方、電気機器１０は、２次コイルＬ２が１次コイルＬ１と相対向するように、筐体１１内の給電装置２側の内側壁に配置されている。また、電気機器１０の受電回路１２は、筐体１１内に設けられた基板１３に実装されているとともに、発光ダイオードＬＥＤ１は、基板１３に実装されその先端部分が筐体１１から突出している。

そして、２次コイルＬ２は、１次コイルＬ１からの交番磁界によって２次電力を発生する。２次コイルＬ２で発生した２次電力は受電回路１２に出力される。受電回路１２は、整流回路からなる。受電回路１２は、２次コイルＬ２が受電した２次電力を整流し、直流電圧に変換して電気機器１０の発光ダイオードＬＥＤ１を発光させる。

上記のように構成した第３実施形態によれば、第１実施形態の効果で記載した（３）〜（５）の他に以下に効果を有する。
（１）上記第３実施形態によれば、給電装置２は、開閉扉５２を開閉させるだけで、１次コイルＬ１を励磁する電源（変動電圧Ｖｔ）を取得できる。そして、給電装置２の前側に設けた電気機器１０の２次コイルＬ２に非接触給電することができる。これによって、電気機器１０は、２次コイルＬ２が非接触給電で得た２次電力で発光ダイオードＬＥＤ１を発光させることができる。

従って、人が回動する開閉扉５２の運動による発電エネルギーを電源として、人の訪問や、不審者の侵入を知ることもできる。
尚、上記第３実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

○第３実施形態では、一体的に構成した給電装置２と電気機器１０を開閉扉５２に設けたが、図９に示すように、門柱５０に設けて実施してもよい。
また、図１０に示すように、給電装置２を門柱５０に設け、電気機器１０を開閉扉５２に設けて実施してもよい。この場合、開閉扉５２が回動し電気機器１０が給電装置２に近づいて２次コイルＬ２と１次コイルＬ１が磁気結合し、１次コイルＬ１からの交番磁界にて２次電力を発生したとき、発光ダイオードＬＥＤ１が発光する。

さらに、給電装置２と電気機器１０を、開閉扉５２を挟んで、例えば、給電装置２は開閉扉５２の内側、電気機器１０は開閉扉５２の外側に設けて実施してもよい。
○第３実施形態では、門柱５０に設けた開閉扉５２に具体化した。これを、玄関の扉、冷蔵庫の扉、本箱の開閉扉、収納ケースの扉、洋服ダンスの扉等、その他の扉に具体化してもよい。

○第３実施形態では、上側のヒンジ５１に発電装置５５を設けたが、下側のヒンジ５１にも発電装置５５を設けて実施してもよい。勿論、上下両側のヒンジ５１に発電装置５５を設けてもよい。
（第４実施形態）
次に、本発明の非接触給電システムの第４実施形態について、図１１に従って説明する。本実施形態は、給電装置２の電源（変動電圧Ｖｔ）を取得する手段と、給電装置２と電気機器１０の取り付け構造に特徴を有する。そのため、説明の便宜上、その特徴を有する部分について説明する。

図１１に示すように、階段７０には、一段おきの踏み面７１に発電装置７２が配置されている。各踏み面７１に配置された発電装置７２は、圧電素子７３を有している。圧電素子７３は、人が階段７０を上がり下がりするとき、踏み込まれて振動や変位をして変動電圧Ｖｔを発生するようになっている。すなわち、発電装置７２は、変動電圧発電装置である。

発電装置７２が配置された各踏み面７１と隣接する階段７０の側壁７５には、第３実施形態で示した同様の一体化された給電装置２と電気機器１０が設けられている。そして、圧電素子７３から人が階段７０を上がり下がりするときに踏み込まれて変動電圧Ｖｔを発生すると、給電装置２の高周波インバータ８は、図示しない配線を介して供給される変動電圧Ｖｔに基づいて、１次コイルＬ１を励磁し交番磁界を発生させる。

一方、電気機器１０の２次コイルＬ２は、１次コイルＬ１からの交番磁界によって２次電力を発生する。２次コイルＬ２で発生した２次電力は受電回路１２に出力される。そして、受電回路１２は、２次コイルＬ２が受電した２次電力を整流し、直流電圧に変換して電気機器１０の発光ダイオードＬＥＤ１を発光させる。

上記のように構成した第４実施形態によれば、第１実施形態の効果で記載した（３）〜（５）の他に以下に効果を有する。
（１）上記第４実施形態によれば、給電装置２は、人が階段７０を上がり下がりするだけで、１次コイルＬ１を励磁する電源（変動電圧Ｖｔ）を取得できる。そして、給電装置２の前側に設けた電気機器１０の２次コイルＬ２に非接触給電することができる。これによって、電気機器１０は、２次コイルＬ２が非接触給電で得た２次電力で発光ダイオードＬＥＤ１を発光させ、踏み面７１を照明することができる。

従って、人の運動による発電エネルギーを電源として、階段７０の足下が照らされて安全に階段を上がり下がりできる。
また、上記第４実施形態では、発電装置７２（圧電素子７３）を階段７０の踏み面７１に設けたが、図１２に示すように、廊下７７の床７８に設け、廊下７７の側壁７９に給電装置２及び電気機器１０を設けて実施してもよい。

従って、足下が照らされて安全に廊下７７を歩行できるとともに、不審者の侵入を知ることもできる。
（第５実施形態）
次に、本発明の非接触給電システムの第５実施形態について、図１３（ａ）（ｂ）に従って説明する。本実施形態は、給電装置２の電源（変動電圧Ｖｔ）を取得する手段と、給電装置２と電気機器１０の構造に特徴を有する。そのため、説明の便宜上、その特徴を有する部分について説明する。

図１３に示すように、交番磁界を通す壁１を挟んで給電装置２と電気機器１０を壁１に対して着脱可能に取着する。このとき、給電装置２の１次コイルＬ１と電気機器１０の２次コイルＬ２が対向するように配置される。

給電装置２の側面には、自動復帰型のプッシュボタン８０が設けられている。プッシュボタン８０は、給電装置２内に設けた圧電素子６を押圧するようになっている。従って、プッシュボタン８０を押すことによって、給電装置２内の圧電素子６は変動電圧Ｖｔを発生する。つまり、給電装置２に設けられた発電機はプッシュ式発電装置である。そして、圧電素子６から発生した変動電圧Ｖｔは、給電装置２内の高周波インバータ８に出力される。そして、高周波インバータ８は１次コイルＬ１を励磁し交番磁界を発生させる。

また、給電装置２の側面であって、プッシュボタン８０より下側位置には、電源プラグ８１が設けられている。電源プラグ８１は、例えば、太陽電池、風力発電機、人力発電機等からの独立した第２の変動電圧発電装置からの電源を供給する電源アダプタ８２と接続し、独立した電源からの変動電圧Ｖｔを入力し、高周波インバータ８に出力するようになっている。勿論、電源プラグ８１には、商用電源を供給するＡＣアダプタと接続することも可能である。尚、ＡＣアダプタを接続して商用電源を入力するときには、給電装置２に整流回路を設け、商用電源を、一旦、整流回路で整流した後、高周波インバータ８に出力する必要がある。

また、給電装置２の正面には、発光ダイオードＬＥＤ２が設けられ、高周波インバータ８に出力される変動電圧Ｖｔが印加されて、同変動電圧Ｖｔにて発光するようになっている。

一方、電気機器１０は、２次コイルＬ２が１次コイルＬ１からの交番磁界によって発生した２次電力を受電回路１２に出力する。受電回路１２は、２次コイルＬ２が受電した２次電力を整流し、直流電圧に変換して発光ダイオードＬＥＤ１を発光させる。

また、電気機器１０は、ブザー８３が設けられている。そして、受電回路１２は、発光ダイオードＬＥＤ１を発光させるとともにブザー８３を鳴動させる。
上記のように構成した第５実施形態によれば、第１実施形態の効果で記載した（１）〜（５）の他に以下に効果を有する。

（１）上記第５実施形態によれば、電源プラグ８１を設け、太陽電池、風力発電機、人力発電機等からの独立した変動電圧発電装置の電源を供給する電源アダプタ８２と接続できるようにした。従って、プッシュボタン８０のプッシュ操作以外に、太陽電池、風力発電機、人力発電機等の独立した変動電圧発電装置の電源を利用できる。その結果、人力発電や自然エネルギーといった広範囲のエネルギーを利用して、発光ダイオードＬＥＤ１，ＬＥＤ２を発光させるとともにブザー８３を鳴動させることができる。

（２）上記第５実施形態によれば、電源プラグ８１に商用電源を供給するＡＣアダプタと接続できるようにしたので、商用電源等の複数の電源も同時に使用できるとともに、切り替えて使用できる。

（３）上記第５実施形態によれば、給電装置２に発光ダイオードＬＥＤ２を設けるとともに、電気機器１０にブザー８３を設けた。従って、壁１の両側が照らされるとともに、ブザー８３が鳴動する。その結果、人の訪問を知ることができるとともに、不審者に対してはより防犯効果を発揮する。

尚、上記各実施形態は以下のように変更して実施してもよい。
○上記第１〜第４実施形態では、発光ダイオードＬＥＤ１を発光させたが、第５実施形態のブザー８３を付加したり、発光ダイオードＬＥＤ１に替えてブザー８３にしたりして実施してもよい。ブザー８３の鳴動によって、人の訪問を知ることができるとともに、不審者に対してはより防犯効果を発揮する。

○上記第１〜第３実施形態及び第５実施形態において、電気機器１０を電気錠とし、その負荷Ｚを、電気錠を駆動するモータ又は電磁ソレノイドとして実施してもよい。この場合、変動電圧Ｖｔで励磁される１次コイルＬ１からの交番磁界で電気錠を解錠させることができる。

○上記各実施形態では、電気機器１０として照明機器に具体化したが、電気機器１０として、ブザー等の音響機器、充電装置、液晶等の表示装置、発信機もしくは受信機、電動歯ブラシ、扇風機等のモータ駆動機器、その他の電子機器、電気機器であってもよい。

つまり、発光、発音、表示、通信、モータ駆動、蓄電、記憶、制御等の機能を有する電気機器であればよい。
従って、例えば、ＩＤカードにプッシュ式発電装置を有した給電装置を付加し、ＩＤカードを読み取る読み取り装置を電気機器とする。そして、ＩＤカードを読み取り装置のカード挿入口に挿入すると、ＩＤカードに付加した給電装置２のプッシュ式発電装置がカード挿入口内で押圧され変動電圧Ｖｔを発生する。そして、給電装置２は、この発生した変動電圧Ｖｔに基づいて、読み取り装置（電気機器）に対して給電とＩＤ信号を出力する。

これによって、ＩＤカードを読み取り装置のカード挿入口に挿入するだけで、ＩＤカードの認証読み取りが行える。
○上記各実施形態では、第１バイポーラトランジスタＱ１をバイポーラトランジスタで構成した。これをＭＯＳトランジスタに替えて実施してもよい。この場合、ＭＯＳトランジスタをオンさせるのにゲート電圧が３Ｖ〜４Ｖ必要なため、変動電圧Ｖｔは、それ以上の電圧であれば、非接触給電にて電気機器１０を動作させることができる。

○上記各実施形態では、給電装置２及び電気機器１０を、壁１、引き戸４０、開閉扉５２等に設けたが、その取り付け方法は特に限定されるものではない。例えば、給電装置２や電気機器１０を、構造物に対して接着剤や両面テープで貼り付けたり、ネジ止め、紐で上方から吊したりして取り付けてもよい。

○上記各実施形態では、高周波インバータ８を自励式の１石の電圧共振型のインバータで具体化したが、図１４に示すように、他励式の１石の電圧共振型のインバータで実施してもよい。この場合、図１４に示すように、パルス発生回路９０に１次電池９１から駆動電源を印加し、パルス発生回路９０から振幅５Ｖ程度のパルスを第１バイポーラトランジスタＱ１のベース端子に出力する。これによって、変動電圧Ｖｔが１Ｖ程度以上であれば動作可能になる。

○上記各実施形態では、高周波インバータ８を電圧共振型のインバータで具体化したが、２石を使うハーフブリッジ方式や、４石を使うフルブリッジ方式のスイッチング回路で実施してもよい。

○上記各実施形態では、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２にそれぞれ共振用の１次側共振用コンデンサＣｒ１、２次側共振用コンデンサＣｒ２を並列に接続したが、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２に対して直列に接続してもよい。尚、２次コイルＬ２に直列接続する場合は負荷Ｚに依存せず、出力電圧を一定に保つ効果を有する。

勿論、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２に対して、それぞれ共振用の１次側共振用コンデンサを直並列に接続してもよい。
○上記各実施形態では、１次コイルＬ１、２次コイルＬ２と接続される１次側共振用コンデンサＣｒ１及び２次側共振用コンデンサＣｒ２の容量値を限定しなかった。１次側共振用及び２次側共振用コンデンサＣｒ１，Ｃｒ２の容量値は、１次コイルＬ１の等価インダクタンスや２次コイルＬ２の等価インダクタンスとそれぞれ共振回路を構成し、駆動周波数で最も電圧が高くなる値に、あるいは効率が高くなる値に設定されている。なお、等価インダクタンスの変化は１次コイルＬ１と２次コイルＬ２との距離の違いだけでなく、角度や位置関係の違いで変わることから、この変化も含んでいることは勿論である。

○上記各実施形態では、変動電圧発電装置は、自分の意思による人力の変動電圧発電装置や、日常の生活行動に伴う人力の変動電圧発電装置であった。これを、太陽光発電、風力発電、水力発電等、自然エネルギーで発電される変動電圧発電装置で実施してもよい。

なお、日常の生活行動に伴う人力の変動電圧発電装置としては、例えば、キャスター付きバッグのキャスターの車輪の回転から変動電圧Ｖｔを取得することが考えられる。そして、取得した変動電圧Ｖｔにてバックの中に設けた２次電池を充電する無電源充電システムに応用してもよい。

ちなみに、つり竿のリールの回転操作による変動電圧Ｖｔの取得も日常の生活行動に伴う人力の発電に含まれる。そして、リールの回転操作によって取得した変動電圧Ｖｔにて竿に取り付けた発光ダイオードを発光させるようにしてもよい。

○上記各実施形態では、給電装置２から電気機器１０への電力伝送が一方通行であった。これを、給電装置２に電気機器１０を設け、電気機器１０にも給電装置２を設けて双方向の給電を行ってもよい。

１…壁、２…非接触給電装置（給電装置）、３…筐体、４…プッシュ式発電装置、５…押しボタン、６…圧電素子、８…高周波インバータ、９…基板、１０…電気機器、１１…筐体、１２…受電回路、１３…基板、２０…全波整流回路、２１…ダイナモ、２１ａ…筐体、２２…回転軸、２３…回転操作ツマミ、３０…プル式発電装置、３１…操作レバー、３２…圧電素子、４０…引き戸、４０ａ…下桟、４０ｂ…上桟、４１…敷居、４２…鴨居、４１ａ，４２ａ…溝、５０…門柱、５１…ヒンジ、５２…開閉扉、５２ａ…凹部、５５…発電装置、５６…配線、７０…階段、７１…踏み面、７２…発電装置、７３…圧電素子、７５…側壁、７７…廊下、７８…床、７９…側壁、８０…プッシュボタン、８１…電源プラグ、８２…電源アダプタ、８３…ブザー、Ｃ１…第１充放電コンデンサ、Ｃ２…第２充放電コンデンサ、Ｄ１…ダイオード、Ｇ１…ラックギア、Ｇ２…ピニオンギア、Ｌ１…１次コイル、Ｌ２…２次コイル、Ｑ１…第１バイポーラトランジスタ（スイッチング素子）、Ｑ２…第２バイポーラトランジスタ、Ｒ１〜Ｒ５…第１抵抗〜第５抵抗、Ｖｄ…電圧、Ｖｔ…変動電圧、Ｃｒ１…１次側共振用コンデンサ、Ｃｒ２…２次側共振用コンデンサ、Ｃｓ１…１次側平滑コンデンサ、Ｃｓ２…２次側平滑コンデンサ、ＬＥＤ１，ＬＥＤ２…発光ダイオード、ＳＰ１，ＳＰ２…スプリング、Ｚ…負荷。

Claims (20)

1. １次コイルと、その１次コイルに高周波電流を供給する高周波インバータとを有し、前記高周波インバータの前記１次コイルへの高周波電流の通電によって発生する交番磁界が電気機器に備えた２次コイルに誘導起電力を発生させ、前記２次コイルで発生した起電力を利用して前記電気機器の負荷を駆動させるようにした非接触給電装置の駆動方法であって、
   前記１次コイルに共振用コンデンサを接続させるとともに、前記高周波インバータに変動電圧発電装置を接続し、前記変動電圧発電装置が発電した変動電圧にて前記高周波インバータをインバータ動作させることを特徴とする非接触給電装置の駆動方法。
2. 請求項１に記載の非接触給電装置の駆動方法において、
   前記変動電圧発電装置は、人力で発電される発電装置及び自然エネルギーで発電される発電装置の少なくともいずれか一方であることを特徴とする非接触給電装置の駆動方法。
3. 請求項２に記載の非接触給電装置の駆動方法において、
   前記人力で発電される発電装置は、人の生活行動に伴う人力で発電される発電装置であることを特徴とする非接触給電装置の駆動方法。
4. １次コイルと、その１次コイルに高周波電流を供給する高周波インバータとを有し、前記高周波インバータの前記１次コイルへの高周波電流の通電によって発生する交番磁界が電気機器に備えた２次コイルに誘導起電力を発生させ、前記２次コイルで発生した起電力を利用して前記電気機器の負荷を駆動させるようにした非接触給電装置であって、
   変動電圧発電装置を設け、その変動電圧発電装置を前記高周波インバータに接続し、前記変動電圧発電装置が発電した変動電圧にて前記高周波インバータをインバータ動作させることを特徴とする非接触給電装置。
5. 請求項４に記載の非接触給電装置において、
   前記１次コイルに共振用コンデンサを接続し、前記高周波インバータを電圧共振型のインバータで構成したことを特徴とする非接触給電装置。
6. 請求項４又は５に記載の非接触給電装置において、
   前記高周波インバータは、自励式の電圧共振型の高周波インバータであることを特徴とする非接触給電装置。
7. 請求項４〜６のいずれか１つに記載の非接触給電装置において、
   前記高周波インバータは、前記１次コイルを通電するスイッチング素子が１石の電圧共振型の高周波インバータであることを特徴とする非接触給電装置。
8. 請求項４〜７のいずれか１つに記載の非接触給電装置において、
   前記高周波インバータは、前記１次コイルを通電するスイッチング素子がバイポーラトランジスタであることを特徴とする非接触給電装置。
9. 請求項４〜８のいずれか１つに記載の非接触給電装置において、
   前記変動電圧発電装置は、人力で発電される発電装置及び自然エネルギーで発電される発電装置の少なくともいずれか一方であることを特徴とする非接触給電装置。
10. 請求項９に記載の非接触給電装置において、
    前記人力で発電される発電装置は、人の生活行動に伴う人力で発電される発電装置であることを特徴とする非接触給電装置。
11. 請求項４〜１０のいずれか１つに記載の非接触給電装置において、
    電源プラグを有し、その電源プラグを介して、前記高周波インバータを動作させるための第２の変動電圧発電装置が発電した変動電圧を入力するようにしたことを特徴とする非接触給電装置。
12. １次コイルと、その１次コイルに高周波電流を供給し通電する高周波インバータと有し、前記高周波インバータの通電により前記１次コイルから交番磁界を発生する非接触給電装置と、
    ２次コイルを有し、前記非接触給電装置の１次コイルから発生する交番磁界を介して誘導起電力を前記２次コイルに発生させ、その２次コイルで発生した起電力を、受電回路を介して負荷に供給し前記負荷が駆動される電気機器と
    で構成された非接触給電システムであって、
    前記非接触給電装置に変動電圧発電装置を設け、その変動電圧発電装置を前記高周波インバータに接続し、直接、前記変動電圧発電装置が発電した変動電圧にて前記高周波インバータをインバータ動作させることを特徴とする非接触給電システム。
13. 請求項１２に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記１次コイル及び前記２次コイルの少なくとも一方に、共振用コンデンサを接続するとともに、前記高周波インバータを電圧共振型のインバータで構成したことを特徴とする非接触給電システム。
14. 請求項１２又は１３に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記高周波インバータは、自励式の電圧共振型の高周波インバータであることを特徴とする非接触給電システム。
15. 請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の非接触給電システムにおいて、
    前記高周波インバータは、前記１次コイルを通電するスイッチング素子が１石の電圧共振型の高周波インバータであることを特徴とする非接触給電システム。
16. 請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の非接触給電システムにおいて、
    前記変動電圧発電装置は、人力で発電される発電装置及び自然エネルギーで発電される発電装置の少なくともいずれか一方であることを特徴とする非接触給電システム。
17. 請求項１６に記載の非接触給電システムにおいて、
    前記人力で発電される発電装置は、人の生活行動に伴う人力で発電される発電装置であることを特徴とする非接触給電システム。
18. 請求項１２〜１７のいずれか１つに記載の非接触給電システムにおいて、
    前記非接触給電装置と前記電気機器は、交番磁界を通す構造物を挟んで、その構造物に配置され、前記非接触給電装置の１次コイルと前記電気機器の２次コイルを対向配置させたことを特徴とする非接触給電システム。
19. 請求項１２〜１７のいずれか１つに記載の非接触給電システムにおいて、
    前記非接触給電装置と前記電気機器は、その両筐体が重なって一体化され、前記非接触給電装置の１次コイルと前記電気機器の２次コイルを、前記両筐体を介して対向配置したことを特徴とする非接触給電システム。
20. 請求項１２〜１９のいずれか１つに記載の非接触給電システムにおいて、
    前記非接触給電装置に電源プラグを設け、その電源プラグを介して、前記高周波インバータを動作させるための第２の変動電圧発電装置が発電した変動電圧を入力するようにしたことを特徴とする非接触給電システム。

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